Question

当我将valarray除以第一个元素时，只有第一个元素变为1而其他元素保持其原始值。

#include <iostream>
#include <valarray>
using namespace std;

int main() {
    valarray<double> arr({5,10,15,20,25});
    arr=arr/arr[0]; // or arr/=arr[0];

    for(int value:arr)cout << value << ' ';
    return 0;
}

实际输出是：

1 10 15 20 25

预期输出为：

1 2 3 4 5

为什么实际输出不如预期？

我使用g ++（4.8.1）和-std = c ++ 11

Answer 1

这个有效：

#include <iostream>
#include <valarray>
using namespace std;

int main() {
    valarray<double> arr({5,10,15,20,25});
    auto v = arr[0];
    arr=arr/v; // or arr/=arr[0];

    for(int value:arr)cout << value << ' ';
    return 0;
}

问题是您尝试使用同时修改的数组（arr[0]）中的值（arr）。
直观地说，一旦您通过arr[0]更新arr[0]/arr[0]，它包含什么价值？那么，这就是从现在开始用来划分其他价值的价值...... 请注意，同样适用于arr/=arr[0]（首先，arr[0]/arr[0]发生，而不是所有其他的，在for循环中或类似的东西）。
另请注意documentation operator[] std::valarray的{{1}}会返回T&。这证实了上面的假设：它作为迭代的第一步转向1，然后所有其他操作都无用。
通过简单地复制它就可以解决问题，如示例代码中所示。

Answer 2

发生这种情况的详细原因是valarray中用于提高性能的实现技巧。 libstdc ++和libc ++都使用expression templates作为valarray操作的结果，而不是立即执行操作。 [valarray.syn] p3在C ++标准中明确允许这样做：

任何返回valarray<T>的函数都被允许返回另一种类型的对象，只要提供了所有 valarray<T>的const成员函数也适用于此类型。

您的示例中发生的事情是arr/arr[0]没有立即执行除法，而是返回_Expr<__divide, _Valarray, _Constant, valarray<double>, double>之类的对象，该对象引用arr和引用到arr[0]。当该对象被分配给另一个valarray时，执行除法运算并将结果直接存储到赋值的左侧（这样可以避免创建临时valarray来存储结果然后复制它进入左侧）。

因为在您的示例中，左侧是同一个对象arr，这意味着一旦arr[0]中的第一个元素，对表达式模板中存储的arr的引用就会引用不同的值{1}}已更新结果。

换句话说，最终结果是这样的：

valarray<double> arr{5, 10, 15, 20, 25};
struct DivisionExpr {
  const std::valarray<double>& lhs;
  const double& rhs;
};
DivisionExpr divexpr = { arr, arr[0] };
for (int i = 0; i < size(); ++i)
  arr[i] = divexpr.lhs[i] / divexpr.rhs;

for循环的第一次迭代会将arr[0]设置为arr[0] / arr[0]，即arr[0] = 1，然后所有后续迭代都将设置为arr[i] = arr[i] / 1，这意味着值为“{1}} ;改变。

我正在考虑更改libstdc ++实现，以便表达式模板直接存储double而不是保存引用。这意味着arr[i] / divexpr.rhs始终会评估arr[i] / 5，而不会使用arr[i]的更新值。

valarray划分它的元素

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